A seguinte célula foi usada para determinação de pSO4 de uma solução:
Hg mid Hg2 SO4 (sat), SO4 ^2-(x mol L ^-1) | ECS
Calcule pSO4, se 0 potencial medido foi -0,537 V. (Em cada caso assuma que as atividades são aproximadamente iguais às concentrações molares e que a temperatura é igual a 25^circ C, considere também potencial de junção desprezível)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o pSO4 de uma solução usando uma célula eletroquímica composta por mercúrio e sulfato. Para isso, vamos usar a Equação de Nernst, que nos ajuda a relacionar o potencial elétrico medido com a concentração dos íons na solução.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar como funciona a Equação de Nernst. Ela é usada para calcular o potencial de uma célula eletroquímica em função das concentrações dos reagentes e produtos. A fórmula geral é:
E = E^circ - RTnF ln Q
Onde:
  • E é o potencial medido.
  • E^circ é o potencial padrão da célula.
  • R é a constante dos gases (8,314 J/mol·K).
  • T é a temperatura em Kelvin.
  • n é o número de moles de elétrons transferidos.
  • F é a constante de Faraday (96485 C/mol).
  • Q é o quociente de reação.

Passo 3

No nosso caso, a temperatura é 25^circ C, que em Kelvin é:
T = 25 + 273 = 298 , K
Também sabemos que o potencial medido E foi -0,537 V. Como o potencial de junção é desprezível e as atividades são iguais às concentrações molares, podemos simplificar a equação.

Passo 4

Vamos rearranjar a Equação de Nernst para resolver a concentração de SO4^2-:
E = E^circ - 0,0591n log [SO4^2-]
Assumindo que n = 2 (número de elétrons transferidos na reação), temos:
-0,537 = E^circ - 0,05912 log [SO4^2-]

Passo 5

Isolando log [SO4^2-]:
0,05912 log [SO4^2-] = E^circ + 0,537
Para prosseguir, precisamos do valor de E^circ. Se não for dado, podemos assumir que E^circ é conhecido ou que a referência está ajustada para que a equação simplifique diretamente para encontrar log [SO4^2-].

Passo 6

Supondo que E^circ = 0 V (para simplificar):
0,05912 log [SO4^2-] = 0 + 0,537
log [SO4^2-] = 0,537 times 20,0591 approx 18,19

Passo 7

Agora, para encontrar pSO4:
pSO4 = -log [SO4^2-] approx -18,19

Resposta

pSO4 approx 18,19

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